A cada dia os custos econômicos e sociais da corrosão de armaduras nas estruturas de concreto armado têm se tornado mais significativos nas economias dos países, tanto desenvolvidos, quanto em desenvolvimento. Em 2004, a Alemanha gastou aproximadamente 90 bilhões de euros com manutenção e reparo de estruturas de concreto armado, o correspondente a 50% do total gasto na construção civil deste país. Essa parcela é ainda maior no caso da Itália, onde chega a 57% (UEDA & TAKEWAKA, 2007). Esses gastos mostram o crescimento do mercado mundial de reparo e proteção de estruturas de concreto. Esse mercado já conta com várias soluções disponíveis e a cada dia novos produtos surgem, e outros tantos estão em estudo, seja para a prevenção ou para terapia da corrosão. Diante dessa gama de produtos e sistemas para prevenção e reparo, os engenheiros responsáveis por prescrevê-los para as obras de recuperação, reforço e proteção, precisam conhecer adequadamente o seu comportamento e sua real eficácia, ou seja, precisam dispor de metodologias para bem avaliar a viabilidade técnica e econômica dos sistemas e dos produtos disponíveis. O estudo desenvolvido durante esta tese procurou, de forma bastante abrangente, avaliar o comportamento eletroquímico, em campo e em laboratório, de seis diferentes sistemas de reparo para estruturas de concreto com corrosão de armaduras, com características bastante distintas. Em campo foi proposto e aplicado um método deavaliação e comparação destes sistemas, utilizando como parâmetros o potencial e a intensidade de corrosão. Em laboratório, além destes parâmetros eletroquímicos, outros parâmetros físicos e mecânicos também foram avaliados. ) Os resultados obtidos em campo mostraram tendências de comportamento bastante interessantes dos sistemas de reparo avaliados, que, apesar do prazo curto para a realização do experimento (2 anos), permitiram extrair algumas informações importantes acerca do comportamento destes na situação real de uso. Além disso, esta pesquisa mostrou que o método de avaliação aqui proposto é bastante promissor. Os resultados de laboratório, além de contribuir para o entendimento do comportamento dos diferentes sistemas, mostraram a complexidade da avaliação dos sistemas de reparo e a necessidade de consideração das variáveis importantes no problema. / Social and economic costs due to reinforcement corrosion are becoming even more significant all over the world, in developed countries and also in under development ones. In 2004, Germany has spent approximately 90 billion euros with maintenance and repair of concrete structures, what corresponds to 50% of all money spent on Germany\'s civil construction sector. In Italy, this percentage is even greater, reaching 57% (UEDA & TAKEWAKA, 2007). These facts show an increase in the world market of maintenance and repair of concrete structures. There are already many maintenance and repair solutions available and there are more solutions being released every day. Due to this great diversity of solutions, the engineer responsible for recommending their use, must know properly their behavior and real efficiency. This study aimed to evaluate the electrochemical behavior of six different repair systems for concrete with reinforcement corrosion, on-site and in the laboratory. On site an evaluation and comparison method based on corrosion potential and intensity was proposed and applied. In the laboratory, besides these parameters, physical and mechanical ones were also evaluated. Despite the experiment\'s short duration (2 years), the on-site results showed interesting behavior trends for the evaluated systems, allowing some important information about them to be extracted. Nevertheless, the proposed method has showed itself to be very promising. The results obtained in thelaboratory have made great contribution on understanding the systems repair\'s behaviors. Furthermore they showed the complexity of this theme and the necessity of consideration of all playing variables.

O presente trabalho contempla um estudo experimental de análise do comportamento de concretos projetados por via seca, através de ensaios indicadores dos principais parâmetros de durabilidade, constantes de especificações nacionais e internacionais. A pesquisa envolve a avaliação comparativa entre quatro tipos de cimento especialmente formulados para uso em concreto projetado, em relação a outros dois tipos de cimento tradicionalmente empregados na composição de misturas projetáveis, no que se refere ao atendimento aos requisitos relativos à durabilidade, normalmente especificados para o material. Os concretos projetados, elaborados com consumos de cimento de 300 kg/m³, 350 kg/m³, 400 kg/m³ e 450kg/m³ foram inicialmente caracterizados, no estado fresco, com base em ensaios de consistência e depois produzidas amostras, em condições similares às de obra e estas submetidas aos ensaios balizadores de parâmetros de durabilidade adotados neste estudo, a saber: Absorção por Imersão e Fervura, Índice de Vazios, Massa Específica Real; Absorção de Água por Capilaridade; Migração de Íons Cloreto; Resistividade Elétrica; Penetração de Água sob Pressão e Carbonatação Acelerada. Como alguns dos ensaios supracitados não são destrutivos, foi possível aproveitar corpos-de-prova, que foram depois submetidos a ensaios de resistência à compressão axial e à tração através da compressão diametral, que também contribuíram para caracterização do material. De um modo geral, os resultados foram satisfatórios e atenderam às especificações vigentes. Contudo, os concretos elaborados com cimentos especiais, formulados com granulometria mais fina e adição de metacaulim, apresentaram indicadores de durabilidade consideravelmente superiores aos dos concretos elaborados com cimentos convencionais ou mesmo cimentos especiais formulados com aditivos, inclusive para consumos relativamente baixos. Apesar de não ter sido o foco principal deste trabalho, vale ressaltar os surpreendentes resultados dos ensaios de resistência mecânica, obtidos para os concretos elaborados com cimentos especiais formulados com granulometria mais fina e adição de metacaulim, que atingiram valores de resistência à compressão nunca antes observados, fato que pode tornar o material bastante promissor. / The present work involves an experimental study with dry-mix shotcrete aiming at the behavior analysis, through indicative testing of the main durability parameters of national and international specifications. The research involves the use of four cement types especially formulated for use in shotcrete use in comparison with two other cements that are traditionally used in mix production for shotcrete spraying. The shotcrete mixtures were elaborated with cement consumptions of 300 kg/m³, 350 kg/m³, 400 kg/m³ and 450kg/m³. They were characterized initially, in the fresh state, in terms of stiffness tests, and later, cores were extracted to produce samples, in similar conditions and submitted to ordinary durability tests: Water Absorption, Volume of Voids, Specific Weight; Water Absorption by Capillarity; Chloride Migration; Electric Resistivity; Water Penetration under Pressure and Accelerated Carbonatation. As some of the tests are not destructive, some of the samples was used for compressive and tensile (Brazilian Test) strength determination, what also contributed to additional characterization of the material. In general, the results were very satisfactory and they fit to the specifications requirements. However, the shotcretes elaborated with special cements, formulated with finer gradation and metakaolin addition, presented a much better behavior in terms of durability indicators comparing to the shotcretes produced with conventional cements and cements formulated with accelerators, even when, relatively low consumption of cement was used. Despite not being the main focus of this work, it is worth mentioning the surprising results of the testing of mechanical resistance, obtained for the shotcretes elaborated with special cements formulated with finer gradation and metakaolin addition, which reached resistance values to the compression never observed, making it a promising material.

A cada dia os custos econômicos e sociais da corrosão de armaduras nas estruturas de concreto armado têm se tornado mais significativos nas economias dos países, tanto desenvolvidos, quanto em desenvolvimento. Em 2004, a Alemanha gastou aproximadamente 90 bilhões de euros com manutenção e reparo de estruturas de concreto armado, o correspondente a 50% do total gasto na construção civil deste país. Essa parcela é ainda maior no caso da Itália, onde chega a 57% (UEDA & TAKEWAKA, 2007). Esses gastos mostram o crescimento do mercado mundial de reparo e proteção de estruturas de concreto. Esse mercado já conta com várias soluções disponíveis e a cada dia novos produtos surgem, e outros tantos estão em estudo, seja para a prevenção ou para terapia da corrosão. Diante dessa gama de produtos e sistemas para prevenção e reparo, os engenheiros responsáveis por prescrevê-los para as obras de recuperação, reforço e proteção, precisam conhecer adequadamente o seu comportamento e sua real eficácia, ou seja, precisam dispor de metodologias para bem avaliar a viabilidade técnica e econômica dos sistemas e dos produtos disponíveis. O estudo desenvolvido durante esta tese procurou, de forma bastante abrangente, avaliar o comportamento eletroquímico, em campo e em laboratório, de seis diferentes sistemas de reparo para estruturas de concreto com corrosão de armaduras, com características bastante distintas. Em campo foi proposto e aplicado um método deavaliação e comparação destes sistemas, utilizando como parâmetros o potencial e a intensidade de corrosão. Em laboratório, além destes parâmetros eletroquímicos, outros parâmetros físicos e mecânicos também foram avaliados. ) Os resultados obtidos em campo mostraram tendências de comportamento bastante interessantes dos sistemas de reparo avaliados, que, apesar do prazo curto para a realização do experimento (2 anos), permitiram extrair algumas informações importantes acerca do comportamento destes na situação real de uso. Além disso, esta pesquisa mostrou que o método de avaliação aqui proposto é bastante promissor. Os resultados de laboratório, além de contribuir para o entendimento do comportamento dos diferentes sistemas, mostraram a complexidade da avaliação dos sistemas de reparo e a necessidade de consideração das variáveis importantes no problema. / Social and economic costs due to reinforcement corrosion are becoming even more significant all over the world, in developed countries and also in under development ones. In 2004, Germany has spent approximately 90 billion euros with maintenance and repair of concrete structures, what corresponds to 50% of all money spent on Germany\'s civil construction sector. In Italy, this percentage is even greater, reaching 57% (UEDA & TAKEWAKA, 2007). These facts show an increase in the world market of maintenance and repair of concrete structures. There are already many maintenance and repair solutions available and there are more solutions being released every day. Due to this great diversity of solutions, the engineer responsible for recommending their use, must know properly their behavior and real efficiency. This study aimed to evaluate the electrochemical behavior of six different repair systems for concrete with reinforcement corrosion, on-site and in the laboratory. On site an evaluation and comparison method based on corrosion potential and intensity was proposed and applied. In the laboratory, besides these parameters, physical and mechanical ones were also evaluated. Despite the experiment\'s short duration (2 years), the on-site results showed interesting behavior trends for the evaluated systems, allowing some important information about them to be extracted. Nevertheless, the proposed method has showed itself to be very promising. The results obtained in thelaboratory have made great contribution on understanding the systems repair\'s behaviors. Furthermore they showed the complexity of this theme and the necessity of consideration of all playing variables.

O presente trabalho contempla um estudo experimental de análise do comportamento de concretos projetados por via seca, através de ensaios indicadores dos principais parâmetros de durabilidade, constantes de especificações nacionais e internacionais. A pesquisa envolve a avaliação comparativa entre quatro tipos de cimento especialmente formulados para uso em concreto projetado, em relação a outros dois tipos de cimento tradicionalmente empregados na composição de misturas projetáveis, no que se refere ao atendimento aos requisitos relativos à durabilidade, normalmente especificados para o material. Os concretos projetados, elaborados com consumos de cimento de 300 kg/m³, 350 kg/m³, 400 kg/m³ e 450kg/m³ foram inicialmente caracterizados, no estado fresco, com base em ensaios de consistência e depois produzidas amostras, em condições similares às de obra e estas submetidas aos ensaios balizadores de parâmetros de durabilidade adotados neste estudo, a saber: Absorção por Imersão e Fervura, Índice de Vazios, Massa Específica Real; Absorção de Água por Capilaridade; Migração de Íons Cloreto; Resistividade Elétrica; Penetração de Água sob Pressão e Carbonatação Acelerada. Como alguns dos ensaios supracitados não são destrutivos, foi possível aproveitar corpos-de-prova, que foram depois submetidos a ensaios de resistência à compressão axial e à tração através da compressão diametral, que também contribuíram para caracterização do material. De um modo geral, os resultados foram satisfatórios e atenderam às especificações vigentes. Contudo, os concretos elaborados com cimentos especiais, formulados com granulometria mais fina e adição de metacaulim, apresentaram indicadores de durabilidade consideravelmente superiores aos dos concretos elaborados com cimentos convencionais ou mesmo cimentos especiais formulados com aditivos, inclusive para consumos relativamente baixos. Apesar de não ter sido o foco principal deste trabalho, vale ressaltar os surpreendentes resultados dos ensaios de resistência mecânica, obtidos para os concretos elaborados com cimentos especiais formulados com granulometria mais fina e adição de metacaulim, que atingiram valores de resistência à compressão nunca antes observados, fato que pode tornar o material bastante promissor. / The present work involves an experimental study with dry-mix shotcrete aiming at the behavior analysis, through indicative testing of the main durability parameters of national and international specifications. The research involves the use of four cement types especially formulated for use in shotcrete use in comparison with two other cements that are traditionally used in mix production for shotcrete spraying. The shotcrete mixtures were elaborated with cement consumptions of 300 kg/m³, 350 kg/m³, 400 kg/m³ and 450kg/m³. They were characterized initially, in the fresh state, in terms of stiffness tests, and later, cores were extracted to produce samples, in similar conditions and submitted to ordinary durability tests: Water Absorption, Volume of Voids, Specific Weight; Water Absorption by Capillarity; Chloride Migration; Electric Resistivity; Water Penetration under Pressure and Accelerated Carbonatation. As some of the tests are not destructive, some of the samples was used for compressive and tensile (Brazilian Test) strength determination, what also contributed to additional characterization of the material. In general, the results were very satisfactory and they fit to the specifications requirements. However, the shotcretes elaborated with special cements, formulated with finer gradation and metakaolin addition, presented a much better behavior in terms of durability indicators comparing to the shotcretes produced with conventional cements and cements formulated with accelerators, even when, relatively low consumption of cement was used. Despite not being the main focus of this work, it is worth mentioning the surprising results of the testing of mechanical resistance, obtained for the shotcretes elaborated with special cements formulated with finer gradation and metakaolin addition, which reached resistance values to the compression never observed, making it a promising material.

Uma forma de reduzir a difusão de agentes agressivos para o interior do concreto é através da aplicação de sistemas de pintura, que funcionam como uma barreira ao ingresso destes agentes. A difusão dos agentes através de películas de pintura está relacionada com a sua porosidade, que, por sua vez, depende principalmente do teor e estrutura química da resina e do teor e morfologia dos pigmentos. Esta tese teve por objetivo principal demonstrar que, com uma formulação adequada, as tintas à base de resina acrílica podem ser utilizadas como barreira de proteção eficiente contra a penetração de água e vapor de água, anidrido carbônico (C\'O IND.2\') e íons cloreto, em estruturas de concreto ou em outros tipos de substratos. As formulações das tintas foram definidas em função do tipo de acabamento final e obtidas pela variação da relação pigmento/resina. Foram realizados ensaios de caracterização nas tintas líquidas e nas resinas utilizadas na preparação das tintas estudadas, bem como ensaios de desempenho nas películas livres e em concretos pintados, que apresentavam resistência à compressão de 20 e 40 Mpa. Para a medida da resistência à penetração dos agentes agressivos no concreto, foram desenvolvidos ensaios acelerados, com base em metodologias de avaliação de argamassas e concretos, adaptados a substratos pintados. A microestrutura das películas de tinta foi correlacionada com as propriedades físicas das películas e dos concretos pintados. Os resultados obtidos mostram a importância da formulação das tintas nos fenômenos de transporte e, além disso, mostram que tintas acrílicas e as estirenoacrílicas com diferentes temperaturas vítreas (Tg) apresentam comportamento físico distinto. Tintas de acabamento semi-brilho conferem boa proteção contra a penetração de agentes agressivos no concreto, enquanto que as de acabamento fosco apresentam função mais decorativa do que de proteção. / The diffusion of aggressive agents into concrete can be reduced by the application of painting systems which work as barriers to these agents. The capacity of these agents to pass through the paint is related to its porosity, which in turn is mainly dependent on the structure and content of the resin and on the morphology and content of the pigments. The main objective of this thesis is to demonstrate that with adequate formulation, paints based on acrylic resin polymers can be used as efficient barriers against the penetration of water and water vapour, carbon dioxide and chloride in concrete structures or any other porous substrate. Paint formulations were defined based on the final appearance (gloss) and obtained by varying the pigmentbinder ratio. Characterization tests on the liquid paints and polymers prepared for this study were done, as were performance tests on free dry films and painted concrete substrates, with compressive strength of 20 MPa and 40 MPa. In order to determine the effectiveness of paint in inhibiting the diffusion of aggressive agents into concrete, accelerated tests based on methodologies for the evaluation of mortars and concrete were developed. The films microstructures were correlated with their physical properties and with painted concrete. The results showed that the formulation of the paints has a important effect on the transport mechanism and also that acrylic and styrene-acrylic paints with different transition temperatures (Tg) do not present the same physical behavior. Glossy paints presented a high level of protection against the penetration of aggressive agents whereas matte finishes offered a more aesthetic function rather than protection.

Uma forma de reduzir a difusão de agentes agressivos para o interior do concreto é através da aplicação de sistemas de pintura, que funcionam como uma barreira ao ingresso destes agentes. A difusão dos agentes através de películas de pintura está relacionada com a sua porosidade, que, por sua vez, depende principalmente do teor e estrutura química da resina e do teor e morfologia dos pigmentos. Esta tese teve por objetivo principal demonstrar que, com uma formulação adequada, as tintas à base de resina acrílica podem ser utilizadas como barreira de proteção eficiente contra a penetração de água e vapor de água, anidrido carbônico (C\'O IND.2\') e íons cloreto, em estruturas de concreto ou em outros tipos de substratos. As formulações das tintas foram definidas em função do tipo de acabamento final e obtidas pela variação da relação pigmento/resina. Foram realizados ensaios de caracterização nas tintas líquidas e nas resinas utilizadas na preparação das tintas estudadas, bem como ensaios de desempenho nas películas livres e em concretos pintados, que apresentavam resistência à compressão de 20 e 40 Mpa. Para a medida da resistência à penetração dos agentes agressivos no concreto, foram desenvolvidos ensaios acelerados, com base em metodologias de avaliação de argamassas e concretos, adaptados a substratos pintados. A microestrutura das películas de tinta foi correlacionada com as propriedades físicas das películas e dos concretos pintados. Os resultados obtidos mostram a importância da formulação das tintas nos fenômenos de transporte e, além disso, mostram que tintas acrílicas e as estirenoacrílicas com diferentes temperaturas vítreas (Tg) apresentam comportamento físico distinto. Tintas de acabamento semi-brilho conferem boa proteção contra a penetração de agentes agressivos no concreto, enquanto que as de acabamento fosco apresentam função mais decorativa do que de proteção. / The diffusion of aggressive agents into concrete can be reduced by the application of painting systems which work as barriers to these agents. The capacity of these agents to pass through the paint is related to its porosity, which in turn is mainly dependent on the structure and content of the resin and on the morphology and content of the pigments. The main objective of this thesis is to demonstrate that with adequate formulation, paints based on acrylic resin polymers can be used as efficient barriers against the penetration of water and water vapour, carbon dioxide and chloride in concrete structures or any other porous substrate. Paint formulations were defined based on the final appearance (gloss) and obtained by varying the pigmentbinder ratio. Characterization tests on the liquid paints and polymers prepared for this study were done, as were performance tests on free dry films and painted concrete substrates, with compressive strength of 20 MPa and 40 MPa. In order to determine the effectiveness of paint in inhibiting the diffusion of aggressive agents into concrete, accelerated tests based on methodologies for the evaluation of mortars and concrete were developed. The films microstructures were correlated with their physical properties and with painted concrete. The results showed that the formulation of the paints has a important effect on the transport mechanism and also that acrylic and styrene-acrylic paints with different transition temperatures (Tg) do not present the same physical behavior. Glossy paints presented a high level of protection against the penetration of aggressive agents whereas matte finishes offered a more aesthetic function rather than protection.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:03:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao ricardo.pdf: 2894239 bytes, checksum: c7ade6470d36ad62bc264e4ee243965b (MD5) Previous issue date: 2007-10-17 / The increasing demand for aggregate for uses in engineering stimulated the search for alternative materials. In this way, the civil construction potentially started to be a great consumer of residues from other industries, becoming a great recycle plant. The use of by-product, brings great environmental benefits in relation to the degradation of the environment, as for example, less settlement of residues in earth fill, the reduction of extraction of natural resources, and the exploration of aggregate ores. Steel plants from around the world have a commom problem, that is what to do with all the steel slags generated as a by-product from the steel refining in electric steel plants or oxygen steel plants. There are two points of these process where slags can be generated: the first comes from the electric or oxygen furnace itself (called oxidizing refining) and the second is the laddle metallurgy slag (reduction refining slag), which is the last stage of the steel production. This aims to demonstrate related studies to the use of steel slags (EAF slags) in electric steel plants as coarse aggregate. Expansibility of the steel slag tests had been carried through, compressive strength, tensile strength for diametrical compression, related modulus of deformation and durability tests, such as: intensity of corrosion, potential of corrosion, ohmic resistivity and depth of carbonation. After this, it was observed the similarity of the results between the concrete made with steel slag and the concrete made with conventional aggregates, natural aggregate known as mica schist. It was observed improvements in the properties of the concrete with steel slag, such as: increase in its strength (compressive / tensile) and increase of the modulus of deformation. Concerning the durability, it was noted, in a general way, that the substitution of the aggregates, conventional for siderurgical, has not influenced in the performance of the concrete. / A crescente demanda por agregados para usos em engenharia estimulou a procura por materiais alternativos. Desta forma, a construção civil passou a ser potencialmente uma grande consumidora de resíduos provenientes de outras indústrias, tornando-se uma grande usina recicladora. A utilização de subprodutos traz benefícios ambientais bastante expressivos em relação à degradação do meio ambiente, como por exemplo, a menor deposição de resíduos em aterros, a diminuição da extração predatória de recursos naturais e a exploração de jazidas de agregados. As siderúrgicas, em nível mundial, vêm enfrentando um problema comum, que consiste no que fazer para que a totalidade da escória gerada no refino do aço em aciarias elétricas ou a oxigênio tenha uma solução de aproveitamento melhor do que vem sendo feito atualmente. Na fabricação do aço as escórias são geradas em duas etapas: a primeira provém do chamado refino oxidante (forno elétrico a arco ou convertedor à oxigênio) e a segunda do refino redutor em processos de metalurgia na panela (forno-panela). Este trabalho tem como objetivo específico demonstrar, por meio de estudos, a potencialidade do uso das escórias de aciaria elétrica (escórias FEA) como agregado graúdo. Foram realizados ensaios de expansibilidade, resistência à compressão, à tração por compressão diametral, módulo de deformação e ensaios relacionados à durabilidade, tais como: intensidade de corrente de corrosão, potencial de corrosão, resistência ôhmica e profundidade de carbonatação. Após o estudo realizado observou-se a semelhança dos resultados dos concretos confeccionados com escória de aciaria elétrica com os concretos confeccionados com agregados convencionais, no caso o micaxisto. Podem-se constatar melhorias nas propriedades dos concretos produzidos com escória, tais como: aumento em suas resistências (compressão / tração) e aumento do módulo de deformação. No que diz respeito à durabilidade verificou-se, de uma maneira geral, que a substituição dos agregados, convencional por siderúrgico, não influenciaram no desempenho dos concretos.